I. Principais conceitos

O que é um transmissor? Primeiro, o que é um sensor? Um sensor é o nome geral de um dispositivo ou dispositivo que pode ser medido e convertido em um sinal de saída disponível de acordo com uma determinada regra, geralmente composto por componentes sensíveis e componentes de conversão.

Quando a saída do sensor é um sinal padrão especificado, é chamado de transmissor. Transmissor: além da função de sensor, há também a função de amplificação de moldagem, a saída é um sinal de controle padrão. Por exemplo: 4 a 20mA

Características principais (por exemplo, sistema de dois fios)

O sistema de dois fios significa que o transmissor de campo e o instrumento da sala de controle usam apenas dois fios, ambos os fios são linhas de energia e linhas de sinal. As vantagens do sistema de dois fios em comparação com o sistema de três fios (um cabo de alimentação positivo, duas linhas de sinal, um dos quais GND total) e o sistema de quatro fios (dois cabos de alimentação positivos e negativos, duas linhas de sinal, um dos quais GND total) são:

1, não é vulnerável ao termopar parasita e à queda de pressão da resistência ao longo do fio e à derivação térmica, pode ser usado um fio muito barato e mais fino; Poupa um grande número de cabos e custos de instalação;

2, quando a resistência de saída da fonte de corrente é grande o suficiente, o acoplamento do campo magnético induz a tensão dentro do circuito do fio condutor, não terá um efeito significativo, porque a corrente causada pela fonte de interferência é muito pequena, o uso geral do fio dobrado pode reduzir a interferência; Os sistemas de três fios e quatro fios devem usar linhas de blindagem, e a camada de blindagem da linha de blindagem deve ser aterrizada adequadamente.

3, a interferência capacitiva levará a erros relacionados com a resistência do receptor, para o circuito de dois fios de 4 a 20mA, a resistência do receptor é geralmente de 250Ω (amostragem Uout = 1 a 5V), esta resistência é pequena o suficiente para gerar erros significativos, portanto, o comprimento do fio pode ser permitido mais do que o sistema de telemetria de tensão;

Cada dispositivo de leitura ou dispositivo de registro único pode ser comutado entre diferentes canais de comprimento diferente do fio, sem causar diferenças de precisão devido à diferença de comprimento do fio, para alcançar a coleta descentralizada, os benefícios da coleta descentralizada são: coleta descentralizada, controle centralizado. ...

Use 4mA para o nível zero, tornando o julgamento de circuito aberto e curto-circuito ou danos do sensor (estado de 0mA) muito conveniente.

6, nas saídas de duas linhas é muito fácil adicionar um ou dois dispositivos contra raios, favorecendo a segurança contra raios e explosões.

Os transmissores de três fios e quatro fios não têm as vantagens acima que serão substituídos por transmissores de dois fios, a partir da dinâmica da indústria no exterior e da oferta e demanda de chips de transmissores, o transmissor de corrente é usado para ser instalado na linha de energia do equipamento de campo, enquanto o sistema de monitoramento de um único chip está localizado mais longe do local do equipamento, os dois estão geralmente separados de dezenas a centenas de metros ou até mais. O ambiente do campo do equipamento é mais difícil, sinais elétricos fortes podem gerar uma variedade de interferências eletromagnéticas, a indução de raios pode gerar impulsos de ondas fortes, neste caso, um problema difícil encontrado no sistema de aplicação de máquinas de um único chip é como transmitir de forma confiável pequenos sinais a longas distâncias em ambientes difíceis.

O surgimento de dispositivos de transmissão de dois fios fez com que esse problema fosse melhor resolvido. Nós projetamos um pequeno e barato transmissor de corrente de dois fios perfurado com o módulo de transmissão DH4-20 como núcleo. Tem baixa distorção de tensão (<30 μV), baixa deriva de tensão (<0,7 μV / C °), ultra baixa não linearidade (<0,01%). Ele converte o isolamento de corrente da linha de energia do equipamento de campo em uma saída de sinal de corrente padrão variada em proporções lineares de 4 a 20 mA e, em seguida, envia um par de fios twisted para a interface de entrada do sistema de monitoramento, que também envia a fonte de energia de trabalho de 24V localizada no sistema de monitoramento para o transmissor de corrente. O sinal de medição e a fonte de energia são transmitidos simultaneamente em um cabo twisted, poupando cabos de transmissão caros, e o sinal é transmitido na forma de corrente e a capacidade anti-interferência é significativamente melhorada

III. Classificação e comparação

Dispositivos que convertem um sinal de medição física ou um sinal elétrico comum em uma saída de sinal elétrico padrão ou capaz de ser saída como um protocolo de comunicação. Geralmente dividido em: transmissor de temperatura / umidade, transmissor de pressão, transmissor de pressão diferencial, transmissor de nível de líquido, transmissor de corrente, transmissor de potência, transmissor de fluxo, transmissor de peso, etc.

IV. Análise de exemplo

O intervalo de medição é descrito com um transmissor de corrente de 0 a 100A como exemplo. Para a corrente do transmissor de 0 a 20mA de saída corresponde ao valor de entrada 0A, a corrente do transmissor de 4 a 20mA de saída corresponde ao valor de entrada 0A, a corrente de 20mA de ambos os tipos de sensores corresponde ao valor de 100A.

Para o transmissor de saída de 0 a 20mA, no design do circuito, basta escolher a resistência de redução de tensão adequada, na interface de entrada do conversor A / D, a resistência de 0 a 10 V ou 0 a 10 V é convertida em sinal digital, a depuração do circuito e o processamento de dados são mais simples. Mas a desvantagem é que não é possível distinguir o dano do transmissor e não é possível distinguir o circuito aberto e o curto-circuito da saída do transmissor.

Para transmissores de saída de 4 a 20 mA, a depuração do circuito e o processamento de dados são mais complicados. No entanto, este transmissor é capaz de detectar a corrente dentro da faixa normal quando a linha do transmissor não funciona, curto-circuito ou dano (o valor zuí também tem 4mA no momento normal), para determinar se o circuito está em falha, se o transmissor está danificado e, portanto, é mais amplamente utilizado.

Como o transmissor de 4 a 20mA sai 4mA, a tensão na resistência de amostragem não é 0, a quantidade de números convertidos diretamente pelo circuito de conversão digital analógica não é 0, o chip único não pode ser usado diretamente, o cálculo da fórmula é muito complicado. Portanto, o método de tratamento geral é eliminar a queda de tensão gerada por 4mA na resistência de amostragem através de um circuito de hardware e, em seguida, realizar a conversão A / D. Este tipo de circuito de hardware * RCV420, é um circuito de conversão de I / V de precisão, e também aplica o circuito de conversão de I / V LM258 auto-montado, este circuito é gerado por um transmissor de corrente de dois fios de corrente de 4 a 20mA com 24V e resistência de amostragem para formar um circuito de corrente, gerando assim uma queda de tensão de 1 a 5V na resistência de amostragem e inserindo este valor de tensão nos 3 pés do amplificador LM258. O circuito de divisão de tensão de resistência é usado para gerar um valor de tensão fixo em 2 pés do circuito integrado LM258 para compensar a queda de tensão gerada pela corrente de 4mA na resistência de amostragem. Portanto, quando o transmissor de corrente de dois fios é zui pequeno valor 4mA, a diferença de tensão de 3 pés e 2 pés do LM258 é basicamente 0V. LM258 e sua resistência conectada constituem um circuito de amplificação de tensão ajustável, amplificando o valor de tensão da corrente do transmissor de corrente de dois fios na resistência de amostragem e através da saída de 1 pé do LM258 para o circuito de conversão analógica / digital, para leitura pela CPU de um único chip, através do método de processamento de dados, a corrente de 4 ~ 20mA do transmissor de corrente de dois fios é exibida na tela LCD / LED na forma de valores de 0 ~ 100A.